Java(十)---抽象类和接口

文章目录

前言
知识回顾
1.抽象类
- 1.1.抽象类语法
- [1.2 抽象类特性](#1.2 抽象类特性)
2.接口
- 2.1.接口的概念
- [2.2 语法规则](#2.2 语法规则)
- [2.3 接口使用](#2.3 接口使用)
- [2.4 接口特性](#2.4 接口特性)
- [2.5 实现多个接口](#2.5 实现多个接口)
3.Object类
- [3.1 获取对象信息](#3.1 获取对象信息)
- 3.2.对象比较equals方法
4.接口使用实例

前言

上几篇文章我们学习完了多态，继承还有类与对象，还差两个内容，一个是抽象类，另外一个是接口，这节课我们把这两个大内容一学完，面向对象的基本内容就学完啦。

知识回顾

我们之前一直创造的是动物类(Animial)，这回我们创造一个形状(Shape)类。

Shape类

java 复制代码

public class Shape {
    public void draw(){
        System.out.println("画一个形状");
    }
}

Circle类

java 复制代码

public class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个○...");
    }
}

Flower类

java 复制代码

public class Flower extends Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个❀...");
    }
}

大家会发现这个形状类，有点奇怪，我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape的各种子类的 draw 方法来完成的. 像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个抽象方法(abstractmethod), 包含抽象方法的类我们称为抽象类(abstract class)。

1.抽象类

1.1.抽象类语法

在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体。

注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法。

1.2 抽象类特性

抽象类不能直接实例化对象
抽象方法不能是 private 的

. 抽象方法不能被final和static修饰，因为抽象方法要被子类重写

*
抽象类必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也是抽象类，必须要使用 abstract 修饰
抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类
抽象类中可以有构造方法，供子类创建对象时，初始化父类的成员变量。

2.接口

现在我们不想使用抽象类方法，去实现形状类，可以使用接口来表示。

2.1.接口的概念

在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：笔记本上的USB口，电源插座等

电脑的USB口上，可以插：U盘、鼠标、键盘...所有符合USB协议的设备

电源插座插孔上，可以插：电脑、电视机、电饭煲...所有符合规范的设备

通过上述例子可以看出：接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。
在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型

2.2 语法规则

接口的定义格式与定义类的格式基本相同，将class关键字换成 interface 关键字，就定义了一个接口。

提示:

创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头.
接口的命名一般使用 "形容词" 词性的单词.
阿里编码规范中约定, 接口中的方法和属性不要加任何修饰符号, 保持代码的简洁性.

2.3 接口使用

接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法

public class 类名称 implements 接口名称{

// ...

}

注意：子类和父类之间是extends 继承关系，类与接口之间是 implements 实现关系。

实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子

USB接口：包含打开设备、关闭设备功能
笔记本类：包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能
鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能
键盘类：实现USB接口，并具备输入功能

USB接口

java 复制代码

public interface USB {
    public abstract void OpenDevice();
    public abstract void CloseDevice();
}

KeyBoard类

java 复制代码

public class KeyBored implements USB{
    @Override
    public void OpenDevice() {
        System.out.println("打开键盘...");
    }

    @Override
    public void CloseDevice() {
        System.out.println("关闭键盘...");
    }
    public void input(){
        System.out.println("输入文字...");
    }
}

Mouse类

java 复制代码

public class Mouse implements USB{
    @Override
    public void OpenDevice() {
        System.out.println("打开鼠标...");
    }

    @Override
    public void CloseDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标...");
    }
    public void Click(){
        System.out.println("点击鼠标...");
    }

}

Computer类

java 复制代码

public class Computer {
    public void Open(){
        System.out.println("打开电脑...");
    }
    public void Close(){
        System.out.println("关闭电脑...");
    }
    public void UseUSB(USB usb){
        usb.OpenDevice();
        if(usb instanceof Mouse){
            Mouse mouse=new Mouse();
            mouse.Click();
        } else if (usb instanceof KeyBored) {
            KeyBored keyBored=new KeyBored();
            keyBored.input();
        }
    }
}

Test类

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer=new Computer();
        computer.Open();
        computer.UseUSB(new Mouse());
        computer.UseUSB(new KeyBored());
        computer.Close();
    }
}

2.4 接口特性

接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象
接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是public abstract，其他修饰符都会报错）
接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现
重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限
接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量
接口中不能有静态代码块和构造方法
接口虽然不是类，但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class
如果类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类

2.5 实现多个接口

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类，即Java中不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物.

咱们再跟动物打一次交到，分别创造Animal抽象类，Dog类，Duck类，Fish类，以及Test类

Animal类

java 复制代码

public abstract class Animal {
    public int age;
    public String name;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public abstract void eat();
    // 跑     飞    游泳  都写到当前Animal这个类？
}

Dog类

java 复制代码

public class Dog extends Animal{
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃狗粮...");
    }
}

Duck类

java 复制代码

public class Duck extends Animal{
    public Duck(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃鸭粮...");
    }
}

Fish类

java 复制代码

public class Fish extends Animal{
    public Fish(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃鱼粮...");
    }
}

我们想个问题：每种动物都有其活动的行为方式，甚至有些动物有多种，那么这些方法---跑飞游泳都写到当前Animal这个类？

答案是：使用接口

分别创造三个接口，分别是IRun，ISwim，IFly

ISwim接口

java 复制代码

public interface ISwim {
    public abstract void Swim();
}

IFly接口

java 复制代码

public interface IFly {
    public abstract void Fly();
}

IRun接口

java 复制代码

public interface IRun {
    public abstract void Run();
}

Fish类+ISwim接口

java 复制代码

public class Fish extends Animal implements ISwim {
    public Fish(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃鱼粮...");
    }

    @Override
    public void Swim() {
        System.out.println(this.name+ " 正在游泳...");
    }
}

Dog类+ISwim和IRun接口

java 复制代码

public class Dog extends Animal implements ISwim, IRun{
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃狗粮...");
    }

    @Override
    public void Run() {
        System.out.println(this.name+ " 正在跑步...");
    }

    @Override
    public void Swim() {
        System.out.println(this.name+" 正在游泳...");
    }
}

Duck类+IFly和IRun和ISwim接口

java 复制代码

public class Duck extends Animal implements IFly, IRun, ISwim {
    public Duck(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃鸭粮...");
    }

    @Override
    public void Fly() {
        System.out.println(this.name+" 正在飞...");
    }

    @Override
    public void Run() {
        System.out.println(this.name+ "正在跑...");
    }

    @Override
    public void Swim() {
        System.out.println(this.name+" 正在游泳...");
    }
}

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口.

继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是具有 xxx 特性 .

鱼是一种动物, 具有会飞的特性.

狗也是一种动物, 既能跑, 也能游泳

鸭子也是一种动物, 既能跑, 也能游, 还能飞

这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型 . 有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力.

例如机器人也可以跑，那么就可以使用IRun接口

机器人类

java 复制代码

public class Robet implements IRun {

    @Override
    public void Run() {
        System.out.println("机器人在跑");
    }
}

接口的使用案例等会再讲，先将Object类

3.Object类

Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收

当然Object类也有属于自己的方法

对于整个Object类中的方法需要实现全部掌握。

本小节当中，我们主要来熟悉这几个方法：toString()方法，equals()方法，hashcode()方法

3.1 获取对象信息

如果要打印对象中的内容，可以直接重写Object类中的toString()方法，之前已经讲过了，此处不再累赘.

3.2.对象比较equals方法

在Java中，= =(等号连在一块)进行比较时：

a.如果= =(等号连在一块)左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同

b.如果= =(等号连在一块)左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同

c.如果要比较对象中内容，必须重写Object中的equals方法，因为equals方法默认也是按照地址比较的：

我们再比较一个狗是都一样，就是看两者的每个属性是否一样就可(名字，年龄，品种...)

java 复制代码

 Dog dog1=new Dog("旺财",9);
        Dog dog2=new Dog("旺财",9);
        System.out.println(dog2.equal(dog1));

结果是

如果是使用==

结果仍是

我们看看equal的原码

跟dog1==dog2 一样，那么就需要我们自己去重写

结果为

hashCode方法以后再讲

4.接口使用实例

Java中也有一些早已指定好的接口，供我们使用

例如Comparable，Comparator 以及Cloneable。

4.1.Comparable

我们可以对两个数进行比较，但是如果要对自定义类怎么进行比较呢？

先定义一个Student类

java 复制代码

class Student{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

}

这样比肯定是不行的，因为首先Student是个引用类型，在栈上开辟一个地址，没法比较，第二是，跟Student的那个属性进行比较？都不清楚。因此可以使用新的接口来实现该操作---Comparable。

java 复制代码

class Student implements Comparable<Student>{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age-o.age;
    }
}

然后就可以进行比较啦，同理也可以对姓名进行比较

但是现在发现了几个问题，1.多个学生怎么比较？2.每次都要修改类里面的compareTo方法，有什么更简单的。

答案就是使用Comparator比较器。

4.2.Comparator

首先先解决第二个问题。

使用Comparator接口，需要复写compare方法

并且再分别创造两个类，分别用于对Age进行比较，以及Name进行比较。

NameComparator类

java 复制代码

public class NameComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}

AgeComparator类

java 复制代码

public class AgeComparator implements Comparator<Student> {

    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.age-o2.age;
    }
}

其中NameComparator类中的compareTo是String中的方法

只需要分别对AgeComparator和NameComparator进行初始化，就可以使用里面的方法，第二个问题就解决啦。

对于第一个问题，我们在数组的是时候，我们使用的Arrays.sort()进行对数组的排序，下来，我们也使用这个

java 复制代码

 public static void main(String[] args) {
        Student[]students=new Student[3];
        students[0]=new Student("zhangsan",20);
        students[1]=new Student("lisi",10);
        students[2]=new Student("wangwu",19);
        AgeComparator ageComparator=new AgeComparator();
        NameComparator nameComparator=new NameComparator();
        System.out.println("排序前："+Arrays.toString(students));
        Arrays.sort(students,ageComparator);
        System.out.println("排序后："+Arrays.toString(students));
    }

便可以进行比较啦。

4.3.Cloneable深拷贝和浅拷贝

我们学习一下克隆。

在Object中有Clone的方法，我们需要进行重写。

java 复制代码

class Person implements Cloneable{
    public String name;
    public int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
public class Test {


    public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException {
        Person person1=new Person("zhangsan",8);

        Person person2=(Person) person1.clone();
        System.out.println(person2.toString());
    }
}

这个是实现的流程

这个是图解

下面如果我们在创建一个Money类，会有什么情况呢

java 复制代码

class Money implements Cloneable{
    public double money=9.9;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
class Person implements Cloneable{
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public String name;
    public int age;
    public Money m=new Money();
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }


}
public class Test {

    public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException{
        Person person1=new Person("zhangsan",8);
        Person person2 = (Person)person1.clone();
        System.out.println("修改前:"+person1.m.money);
        System.out.println("修改前:"+person2.m.money);
        person2.m.money=99.99;
        System.out.println("修改后:"+person1.m.money);
        System.out.println("修改后:"+person2.m.money);

    }
}

结果

图解：

那么如何做到深拷贝呢？

需要对Person的clone方法进行重写。

结果：

图解

这就是深拷贝和浅拷贝。

完